KR100491599B1 - high voltage generator - Google Patents

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KR100491599B1 KR10-2002-0051607A KR20020051607A KR100491599B1 KR 100491599 B1 KR100491599 B1 KR 100491599B1 KR 20020051607 A KR20020051607 A KR 20020051607A KR 100491599 B1 KR100491599 B1 KR 100491599B1
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Abstract

고압전원장치가 개시된다. 본 고압전원장치는, 외부로부터 교류전원이 인가시, 이를 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 전원부, 제1직류전원이 인가시, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 제어부, 펄스신호에 의해 제2직류전원을 승압하는 고압생성부, 제어신호가 제1논리 레벨일때 구동되며, 제어신호가 제2논리 레벨일때, 제2직류전원이 고압생성부로 인가되는 것을 차단하는 전원제어부를 갖는다. 이러한 고압전원장치에 의하면, 레이저 프린터, 팩스, DC-DC컨버터와 같이 고압의 직류전원을 필요로 하는 전자기기에서 사용시, 전자기기의 전원을 오프할때 서지전압이 생성되지 않으며, 스탠바이(stand-by)시 고압전원장치의 내부에 직류전원이 인가되지 않으므로, 스탠바이시의 전력소모를 감소시킬 수 있다.A high voltage power supply is disclosed. The high voltage power supply device includes a power supply unit configured to rectify and generate a first DC power supply and a second DC power supply when an AC power is applied from the outside, and a pulse signal and a first pulse signal having a preset duty ratio when the first DC power is applied. A control unit for generating a control signal having a logic level, a high voltage generation unit for boosting the second DC power supply by a pulse signal, and is driven when the control signal is at the first logic level, and the second DC power supply when the control signal is at the second logic level. It has a power supply control part which cuts off the application to this high pressure generation | generation part. According to such a high voltage power supply device, when used in an electronic device requiring a high voltage DC power supply such as a laser printer, a fax machine, or a DC-DC converter, a surge voltage is not generated when the power of the electronic device is turned off. In this case, since DC power is not applied to the inside of the high-voltage power supply device, power consumption in standby can be reduced.

Description

고압전원장치{high voltage generator}High voltage generator

본 발명은 고압전원장치에 관한 것으로, 특히 파워를 오프(off)시 발생하는 서지전압(surge voltage)을 제거하는 고압전원장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high voltage power supply device, and more particularly, to a high voltage power supply device for removing surge voltage generated when power is turned off.

일반적으로 고압전원장치는 레이저 프린터(laser printer)나 팩스와 같이 높은 전압의 직류원을 필요로 하는 전자기기에 많이 사용된다. 이러한 고압전원장치는 직류를 고압의 교류로 변환하고, 이를 다시 정류하여 고압의 직류전압으로 변환하는 방법에 의해 구현되며, 통상 직류를 교류로 변환하기 위한 트랜스포머(transformer)를 갖는다.In general, a high voltage power supply is widely used in an electronic device that requires a high voltage DC source such as a laser printer or a fax machine. Such a high voltage power supply device is implemented by a method of converting a direct current into a high voltage alternating current, rectifying it again and converting it into a high voltage direct current voltage, and usually has a transformer for converting a direct current into an alternating current.

한편, 고압전원장치는 트랜스포머를 이용하여 직류를 교류로 변환하는 과정에서 원치않는 서지전압(surge voltage)이 생성되는 경우가 있다. 상기한 고압전원장치를 구비하는 전자기기의 파워가 오프되는 시점에서 트랜스포머에 인가되는 직류전원이 방전되면서 고압의 서지전압이 트랜스포머에 의해 유기되며, 이러한 서지전압에 의해 전자기기가 손상을 입거나 파손된다. 레이저 프린터의 경우, 프린터에 인가되는 전원이 차단되는 시점에 발생하는 서지전압에 의해 감광드럼(Organic Photo Conductor Drum)에 서지전압이 유기되어 감광드럼이 손상되는 일이 많으며, 스탠바이(stand-by)시 고압전원장치에 인가되는 전원이 불필요하게 소모된다. On the other hand, the high voltage power supply may generate an unwanted surge voltage in the process of converting direct current into alternating current using a transformer. As the DC power applied to the transformer is discharged when the power of the electronic device including the high voltage power supply is turned off, the high voltage surge voltage is induced by the transformer, and the electronic device is damaged or damaged by the surge voltage. do. In the case of a laser printer, a surge voltage is induced in an organic photo conductor drum due to a surge voltage generated when the power applied to the printer is cut off, and the photosensitive drum is often damaged. In this case, power applied to the high-voltage power supply is unnecessarily consumed.

도 1은 종래의 고압전원장치의 블록개념도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a block diagram of a conventional high voltage power supply device.

도시된 고압전원장치는, 전원부(10), 제어부(20), 및 고압생성부(30)를 갖는다.The illustrated high voltage power supply device includes a power supply unit 10, a control unit 20, and a high pressure generation unit 30.

전원부(10)는 외부로부터 인가되는 교류전원을 정류하여 24V와 5V의 직류전원을 생성한다. 여기서, 24V는 고압생성부(30)의 동작전원이며, 5V는 제어부(20)의 동작전원으로 사용된다.The power supply unit 10 rectifies AC power applied from the outside to generate DC power of 24V and 5V. Here, 24V is an operating power source of the high voltage generation unit 30, 5V is used as the operating power source of the control unit 20.

제어부(20)는 기설정된값에 따라, 소정의 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호(PWM)를 출력한다.The control unit 20 outputs a pulse width modulated signal PWM having a predetermined duty ratio according to a preset value.

고압생성부(30)는 제어부(20)로부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 온-오프되는 스위칭동작에 의해 수백V ∼ 수천V의 교류 전압을 생성한다.The high voltage generation unit 30 generates an alternating voltage of several hundred V to several thousand V by the switching operation turned on and off by the pulse width modulation signal PWM applied from the control unit 20.

바람직하게는, 고압생성부(30)는 스위칭부(31), 트랜스포머(32), 및 정류부(33)를 갖는다.Preferably, the high pressure generation unit 30 has a switching unit 31, a transformer 32, and a rectifier 33.

스위칭부(31)는 제어부(20)로부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 턴-온, 및 턴-오프 동작을 반복한다. 예컨데, 스위칭부(31)는 제어부(20)로부터의 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 온-오프되어 24V의 전압이 트랜스포머(32)의 입력측(32a)의 전류패스를 온-오프하게 된다. The switching unit 31 repeats the turn-on and turn-off operations by the pulse width modulation signal PWM applied from the control unit 20. For example, the switching unit 31 is turned on and off by the pulse width modulation signal PWM from the control unit 20 so that a voltage of 24V turns on or off the current path of the input side 32a of the transformer 32.

트랜스포머(32)는 스위칭부(31)에 의해 온-오프되는 24V의 직류전원에 의해 출력단(32b)에 고압의 교류전압을 유기한다. 트랜스포머(32)는 인가되는 전압보다 높은 전압을 출력하기 위하여 입력단(32a)보다 출력단(32b)의 권선길이를 길게 설정한다.The transformer 32 induces a high voltage AC voltage to the output terminal 32b by a 24V DC power source that is turned on and off by the switching unit 31. The transformer 32 sets the winding length of the output terminal 32b longer than the input terminal 32a to output a voltage higher than the applied voltage.

정류부(33)는 트랜스포머(32)의 출력단(32b)에서 출력되는 교류전압을 정류하여 직류로 변환한다. 통상, 정류부(33)는 트랜스포머(32)에서 출력되는 전압을 높이기 위하여 배압정류방식을 사용한다. The rectifier 33 rectifies the AC voltage output from the output terminal 32b of the transformer 32 and converts it into direct current. In general, the rectifier 33 uses a back pressure rectification method to increase the voltage output from the transformer 32.

한편, 제어부(20)는 신호의 입출력 안정성을 높이기 위해 출력되는 신호(PWM)가 논리 "로우"일때 스위칭부(31)가 인에이블 되도록 설정한다. 이를 통상적으로 액티브 로우(active low)라 하며, 디지털 로직에서는 흔히 사용되는 방법의 하나이다. 따라서, 제어부(20)에 인가되는 5V의 직류전원이 오프(OFF)될때, 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)는 논리 "로우"가 되고 이때, 스위칭부(31)가 오동작 하는 경우가 발생한다. 또한, 제어부(20)의 동작전원(5V)은 고압생성부(30)의 동작전원(24V)에 비해 현저히 낮으므로 고압전원장치를 파워-오프(power-off)시 5V의 전원이 접지준위가 되는 시점에 24V의 전원은 5V전원에 비해 높은 전위레벨을 갖게된다. 예컨데, 제어부(20)의 동작전원인 5V가 2.5V이하로 감소되는 시점에도 24V의 직류전원은 18V에 근접하는 전위레벨을 갖는다. 따라서, 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)가 논리 "로우"일때, 스위칭부(31)가 턴-온 되어 트랜스포머(32)의 입력단(32a)이 18V의 전압과 접지단사이에 전류패스가 형성된다. 이경우, 트랜스포머(32)의 출력단(32b)에는 고압의 교류전압이 유기되고 정류부(33)에서 이를 정류하여 출력하게 된다. On the other hand, the controller 20 sets the switching unit 31 to be enabled when the output signal PWM is logic "low" in order to increase the input / output stability of the signal. This is commonly called active low and is one of the commonly used methods in digital logic. Therefore, when the 5V DC power applied to the controller 20 is turned off, the signal PWM output from the controller 20 becomes a logic " low ", in which case the switching unit 31 malfunctions. Occurs. In addition, the operating power (5V) of the control unit 20 is significantly lower than the operating power (24V) of the high-voltage generating unit 30, so when the power-off of the high-voltage power supply is powered off (5V) the ground level is increased. At the point of time, the 24V power supply has a higher potential level than the 5V power supply. For example, the 24V DC power supply has a potential level close to 18V even when 5V, which is the operating power supply of the control unit 20, is reduced to 2.5V or less. Therefore, when the signal PWM output from the controller 20 is a logic "low", the switching unit 31 is turned on so that the input terminal 32a of the transformer 32 has a current path between the voltage of 18V and the ground terminal. Is formed. In this case, a high-voltage AC voltage is induced in the output terminal 32b of the transformer 32 and rectified by the rectifier 33 to output it.

도 2는 도 1에 도시된 고압전원장치를 턴-오프시의 고압전원장치의 출력 전압파형을 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates output voltage waveforms of the high voltage power supply device when the high voltage power supply device shown in FIG. 1 is turned off.

도시된 바와 같이, 외부로부터 전원부(10)로 공급되는 교류전원(AC)이 차단되어 5V의 전압이 2.5V이하로 낮아지는 시점(①)에서 트랜스포머(32)의 입력단(32a)과 접지단 사이에 18V의 직류전원이 흐르는 것을 볼 수 있다. 이때, 전원부(10)에서 출력되는 5V의 전원은 2.5V이하로 떨어져 5V로 동작하는 제어부(20)를 구동시키지 못하므로 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)는 논리 "로우"가 된다. 한편, ①구간에서 제어부(20)가 턴-오프시 전원부(10)에서 출력되는 18V의 직류전원은 트랜스포머(32)의 입력단에 인가되어 있는 상태이다. 따라서, 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)의 전위레벨이 논리 "로우"가 될때, 도시된 바와 같은 전압(ⓐ)이 순간적으로 트랜스포머(32)의 입력단(32a)과 접지준위 사이에 흐르게 되어 트랜스포머(32)의 출력단(32b)에는 고압의 교류전압(서지전압)이 유기된다.As shown, between the input terminal 32a of the transformer 32 and the ground terminal at a time point (1) at which the voltage of 5V is lowered to 2.5V or less by cutting off the AC power supplied from the outside to the power supply unit 10. You can see a DC power supply of 18V flowing through it. At this time, since the power of the 5V output from the power supply unit 10 is less than 2.5V and does not drive the control unit 20 operating at 5V, the signal PWM output from the control unit 20 becomes a logic "low". On the other hand, 18 V DC power output from the power supply unit 10 when the control unit 20 is turned off in the section 1 is applied to the input terminal of the transformer 32. Therefore, when the potential level of the signal PWM output from the control unit 20 becomes a logic " low ", a voltage ⓐ as shown is instantaneously flowing between the input terminal 32a of the transformer 32 and the ground level. The high voltage AC voltage (surge voltage) is induced in the output terminal 32b of the transformer 32.

이와 같은 고압의 교류전압이 정류된 고압의 직류가 전자기기에 인가되면, 전원이 오프(off)된 상태의 레이저 프린터나 팩스 및 기타 고압의 직류전압을 필요로 하는 전자기기의 부품이 손상되는 문제점이 있다. When a high voltage direct current in which such a high voltage AC voltage is rectified is applied to the electronic device, a laser printer, a fax machine, and other parts of the electronic device requiring a high voltage DC voltage are damaged. There is this.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서지전압의 발생이 적은 고압전원장치 및 서지전압의 발생을 감소시키는 고압전원 제어방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a high voltage power supply device having a low generation of surge voltage and a high voltage power supply control method for reducing the generation of surge voltage.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 외부로부터 교류전원이 인가시, 이를 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 전원부, 제1직류전원이 인가시, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 제어부, 펄스신호에 의해 제2직류전원을 승압하는 고압생성부, 제어신호가 제1논리 레벨일때 구동되며, 제어신호가 제2논리 레벨일때, 제2직류전원이 고압생성부로 인가되는 것을 차단하는 전원제어부에 의해 달성된다.The above object is according to the present invention, when the AC power is applied from the outside, rectifying it to generate a first DC power source and a second DC power source, when the first DC power is applied, a pulse signal having a predetermined duty ratio And a control unit for generating a control signal having a first logic level, a high voltage generation unit for boosting the second DC power by a pulse signal, and is driven when the control signal is at the first logic level, and when the control signal is at the second logic level, 2 is achieved by a power supply control unit that blocks the DC power from being applied to the high pressure generation unit.

바람직하게는, 증폭부는, 에미터단은, 제1직류전원과 제2직류전원이 갖는 전위레벨 사이의 전위레벨을 갖는 제3직류전원에 연결되고, 베이스단은 제어신호를 인가받는 제1트랜지스터, 및 제1트랜지스터의 컬렉터단과 접지준위 사이에 연결되는 제1저항을 포함한다.Preferably, the amplifier section, the emitter stage is connected to a third DC power source having a potential level between the potential level of the first DC power source and the second DC power source, the base end is a first transistor to receive a control signal, And a first resistor connected between the collector terminal of the first transistor and the ground level.

바람직하게는, 고압생성부는, 제어부로부터의 펄스폭 변조신호를 증폭하는 증폭부, 증폭부에서 출력되는 펄스폭 변조신호와 승압된 전압을 비교하는 비교부, 비교부의 출력에 따른 스위칭동작에 의해 제2직류전원을 승압하는 승압부 및 승압부의 출력을 정류하여 출력하는 정류부를 포함한다.Preferably, the high voltage generation unit may be configured by an amplifying unit for amplifying a pulse width modulation signal from the control unit, a comparison unit for comparing the pulse width modulation signal output from the amplifying unit with the boosted voltage, and a switching operation according to the output of the comparing unit. And a rectifying part for rectifying and outputting the output of the boosting part.

바람직하게는, 비교부는, 증폭부의 출력을 정입력으로 하고, 승압된 전압을 부입력으로 피드백받는 연산증폭기이다.Preferably, the comparator is an operational amplifier that receives the output of the amplifier as a positive input and receives the boosted voltage as a negative input.

바람직하게는, 승압부는, 에미터단은 접지되며, 베이스단은 비교부의 출력에 연결되는 제2트랜지스터 및 입력측이 전원제어부를 거쳐 인가되는 직류전원과 제2트랜지스터의 컬렉터단 사이에 형성되는 트랜스를 포함한다.Preferably, the boosting unit includes a second transistor connected to the output of the comparator and a base formed between a DC power source applied to the output of the comparator and a collector end of the second transistor. do.

바람직하게는, 정류부는, 승압부에서 출력되는 전압의 전위레벨을 상승시키기 위한 배압정류회로이다.Preferably, the rectifier is a back pressure rectifier circuit for raising the potential level of the voltage output from the booster.

바람직하게는, 전원제어부는, 에미터단은 제2직류전원을 입력으로 하고, 컬렉터단은 제2직류전원을 출력하는 출력단을 형성하는 제3트랜지스터, 제3트랜지스터의 에미터단과 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제2저항, 일측은 제어신호를 인가받는 제3저항, 베이스는 제3저항의 타측에 연결되고, 에미터단은 접지되는 제4트랜지스터, 제4트랜지스터의 베이스단과 에미터단에 연결되는 제4저항, 및 제4트랜지스터의 컬렉터단과 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제5저항을 포함한다.Preferably, the power supply control unit has a third transistor, an emitter stage as a second DC power source, and a collector stage as an output stage for outputting a second DC power source, an emitter stage of the third transistor, and a base of the third transistor. A second resistor connected between the stages, one side of the third resistor receiving a control signal, a base connected to the other side of the third resistor, and an emitter terminal connected to the base and emitter terminals of the fourth transistor and the fourth transistor being grounded. And a fifth resistor connected between the collector terminal of the fourth transistor and the base terminal of the third transistor.

바람직하게는, 전원제어부는, 드레인단은 직류전원을 인가받고 소스단은 출력단이 되며, 게이트단은 상기 직류전원을 인가받는 NMOS트랜지스터로도 구성할 수 있다.Preferably, the power control unit, the drain terminal is applied to the DC power source, the source terminal is an output terminal, the gate terminal may also be configured as an NMOS transistor is applied to the DC power.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 외부로부터의 교류전원을 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 단계, 제1직류전원에 의하여, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 단계, 펄스신호에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 단계 및 제어신호가 제2논리 레벨일때, 승압을 차단하는 단계를 포함한다.According to the present invention, the above object is to rectify an AC power source from the outside to generate a first DC power source and a second DC power source. The first DC power supply generates a pulse signal and a first logic having a preset duty ratio. Generating a control signal having a level; boosting the second DC power by a pulse signal; and blocking the boost when the control signal is at a second logic level.

바람직하게는, 승압하는 단계는, 펄스신호를 증폭하는 단계, 증폭된 펄스신호와 승압된 전압을 비교하는 단계, 비교된 결과에 따라 제2직류전원을 승압하는 단계 및 승압된 전압을 정류하는 단계를 포함한다.Preferably, the step of boosting includes: amplifying the pulse signal, comparing the amplified pulse signal with the boosted voltage, boosting the second DC power supply according to the result of the comparison, and rectifying the boosted voltage. It includes.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 고압전원장치의 블록개념도를 도시한 것이다.Figure 3 shows a block diagram of the high-voltage power supply device of the present invention.

도시된 고압전원장치는, 전원부(100), 제어부(200), 고압생성부(300), 및 전원제어부(400)를 갖는다.The illustrated high voltage power supply device includes a power supply unit 100, a control unit 200, a high pressure generation unit 300, and a power control unit 400.

전원부(100)는 외부로부터 인가되는 교류전원(AC)을 정류하여 24V와 5V의 직류전원을 생성한다. 여기서, 본 고압전원장치에서 생성할 고압(수백V ∼ 수천V)은 24V의 직류전원에 의해 생성되며, 5V전원은 제어부(200)를 동작시키는 동작전원으로 사용된다.The power supply unit 100 rectifies AC power applied from the outside to generate DC power of 24V and 5V. Here, the high voltage (several hundreds V to thousands V) to be generated by the high voltage power supply device is generated by a 24V DC power supply, and the 5V power supply is used as an operating power source for operating the control unit 200.

제어부(200)는 기설정된값에 따라, 소정의 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호(PWM)를 출력하고, 본 고압전원장치에서 고압을 출력할 필요가 있을때만 선택적으로 논리 "하이"를 갖는 제어신호(pow_en)를 생성한다. 예컨데, 레이저 프린터의 경우, 고압으로 감광드럼(Organic Photo Conductor Drum)을 대전시킬때만 논리 "하이"를 갖는 제어신호(pow_en)가 출력되도록 한다. 즉, 제어부(200)는 본 고압전원장치가 내장되는 장치(예컨데 프린터, 팩스등)가 고압을 필요로 할때만 제어신호(pow_en)가 출력되도록 설정한다. 이러한 설정은 제어부(200)를 마이크로 컨트롤러(미도시)로 구성하고, 마이크로 컨트롤러에 내장되는 메모리(미도시)에 고압이 필요한 경우에만 논리 "하이"의 제어신호(pow_en)가 출력되도록 프로그래밍 함으로서 쉽게 구현할 수 있다. The control unit 200 outputs a pulse width modulation signal PWM having a predetermined duty ratio according to a preset value, and optionally a control signal having a logic " high " only when it is necessary to output a high voltage in the high voltage power supply. produces (pow_en) For example, in the case of a laser printer, a control signal pow_en having a logic "high" is output only when the organic photo conductor drum is charged at a high pressure. That is, the control unit 200 is set so that the control signal (pow_en) is output only when the device (for example, printer, fax, etc.) in which the high-voltage power supply device is embedded requires high voltage. This setting can be easily configured by programming the control unit 200 as a microcontroller (not shown), and outputting a control signal pow_en of logic “high” only when a high voltage is required in a memory (not shown) built in the microcontroller. Can be implemented.

고압생성부(300)는 제어부(200)로부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)에 응답하여 수백V ∼ 수천V의 전압을 출력한다.The high voltage generation unit 300 outputs a voltage of several hundred V to several thousand V in response to the pulse width modulation signal PWM applied from the control unit 200.

전원제어부(400)는 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)가 논리 "하이'일때 이에 응답하여 전원부(100)에서 출력되는 24V의 직류전원을 고압생성부(300)로 인가한다. 이에 따라, 전원부(100)에 인가되는 교류전원(AC)이 턴-오프시, 24V의 직류전원이 고압생성부(300)로 인가되지 않으므로 고압생성부(300)에서는 교류전원(AC)이 턴-오프시, 서지전압이 생성되지 않는다.The power controller 400 applies a 24V DC power output from the power supply unit 100 to the high voltage generator 300 in response to the control signal pow_en output from the controller 200 being logic "high." Accordingly, when the AC power applied to the power supply unit 100 is turned off, the 24V DC power is not applied to the high pressure generating unit 300, so the AC power supply AC is turned on in the high voltage generating unit 300. When off, no surge voltage is generated.

바람직하게는, 고압생성부(300)는 증폭부(310), 비교부(320), 승압부(330), 및 정류부(340)를 갖는다.Preferably, the high pressure generation unit 300 includes an amplifier 310, a comparator 320, a booster 330, and a rectifier 340.

증폭부(310)는 제어부(200)로 부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)를 소정의 전위레벨(에컨데 18V)을 갖도록 증폭한다. The amplifier 310 amplifies the pulse width modulation signal PWM applied from the controller 200 to have a predetermined potential level (eg, 18V).

비교부(320)는 정(+)입력단과 부(-)입력단을 갖는 연산증폭기로 이루어지며, 연산증폭기는, 정입력단(+)으로 증폭부(310)에서 출력되는 펄스폭 변조신호(PWM)를 인가받고 부입력단(-)으로는 정류부(340)에서 출력되는 전압의 일부를 피드백 받아 비교한다. 이에 따라, 정류부(340)의 출력전압이 소정 레벨이상인 경우에는 연산증폭기(321)의 출력이 논리 "로우"가 되어 승압부(330)의 동작을 중단시킨다.Comparator 320 is composed of an operational amplifier having a positive (+) input terminal and a negative (-) input terminal, the operational amplifier, the pulse width modulation signal (PWM) output from the amplifier 310 to the positive input terminal (+) Is supplied to the negative input terminal (-) and compares a part of the voltage output from the rectifier 340 by receiving a feedback. Accordingly, when the output voltage of the rectifier 340 is greater than or equal to the predetermined level, the output of the operational amplifier 321 becomes logic "low" to stop the operation of the booster 330.

승압부(330)는 비교부(320)의 비교결과에 따라 온-오프되는 트랜지스터(331)의 스위칭동작에 의해 트랜스의 입력단(332a)를 온-오프 함으로서 전원제어부(400)로부터 인가되는 24V의 직류전원을 수백V ∼ 수천V의 교류전압으로 승압한다. 트랜스(332)의 입력단(332a)에는 24V의 직류전원이 수시로 온-오프되므로 마치 교류가 트랜스(332)의 입력단(332a)에 인가된 것과 같은 효과를 얻는다. 이에 따라, 트랜스(332)의 출력단(332b)에는 고압의 교류가 유기된다. 여기서, 트랜스(332)의 출력단(332b)의 권선(예컨데 에나멜선)의 길이는 입력단(332a)의 권선길이보다 더 길어야 하며, 트랜스(332)의 출력단(332b)에 유기되는 교류전압은 트랜스(332)의 입력단(332a)과 출력단(332b)의 권선비에 의해 결정된다.The booster 330 turns on and off the input terminal 332a of the transformer by the switching operation of the transistor 331 that is turned on and off according to the comparison result of the comparator 320. Step up the DC power to AC voltage of several hundred V to thousands of V. Since the 24V DC power source is frequently turned on and off at the input terminal 332a of the transformer 332, the effect is as if AC is applied to the input terminal 332a of the transformer 332. As a result, high-pressure alternating current is induced in the output terminal 332b of the transformer 332. Here, the length of the winding (eg, enamel wire) of the output terminal 332b of the transformer 332 should be longer than the winding length of the input terminal 332a, and the AC voltage induced in the output terminal 332b of the transformer 332 is a transformer ( It is determined by the turns ratio of the input terminal 332a and the output terminal 332b of the 332.

정류부(340)는 승압부(330)에서 출력되는 고압의 교류전압을 정류하여 직류전원으로 변환한다. 바람직하게는, 정류부(340)는 승압부(330)에서 출력되는 교류 전압의 전위레벨을 높이기 위해 배압정류회로를 사용한다. 도면에 도시된 정류회로는 4배압 정류회로로서, 트랜스포머(332)에서 출력되는 전압을 Vp라 할때, 4 × Vp의 전압을 출력한다. 정류부(340)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.The rectifier 340 rectifies and converts the high voltage AC voltage output from the booster 330 into DC power. Preferably, the rectifier 340 uses a back pressure rectifier circuit to increase the potential level of the AC voltage output from the booster 330. The rectifier circuit shown in the drawing is a 4 back voltage rectifier circuit, and outputs a voltage of 4 x Vp when the voltage output from the transformer 332 is Vp. The operation of the rectifier 340 will be described in more detail as follows.

트랜스포머(332)의 출력전압 Vp는 커패시터(341)에서 평활화되며, 트랜스포머(332)의 출력단(332b)에 위치하는 ⓑ노드가 양전압일때는 다이오드(345, 349)가 순방향이 되어 커패시터(342, 344, 346, 348)가 Vp로 충전된다. 반대로, ⓒ노드가 양전압일때는 다이오드(343, 347)가 순방향이 되며, 다이오드(345, 349)는 역방향이 된다. 이때, ⓒ노드와 출력단(Vout)사이에 전류패스가 형성되며, 커패시터(344, 348)를 2 × Vp의 전위로 충전시키게 된다. 따라서, 출력단(Vout)에는 커패시터(344, 348)에 충전된 전압의 합인 4 × Vp의 전압이 출력된다. 여기서, 정류부(340)는 4배압정류회로를 예로서 들었으나, 더 높은 고압을 얻고자 할때는 도시된것과 유사한 구조로 다이오드 및 커패시터를 연장 배열함으로서 5배압 이상의 전압을 얻을 수 있다. The output voltage Vp of the transformer 332 is smoothed at the capacitor 341. When the ⓑ node located at the output terminal 332b of the transformer 332 is a positive voltage, the diodes 345 and 349 are forwarded, so that the capacitor 342, 344, 346, 348 are charged to Vp. Conversely, when the node is positive, diodes 343 and 347 are in the forward direction, and diodes 345 and 349 are in the reverse direction. At this time, a current path is formed between the node © and the output terminal Vout, and the capacitors 344 and 348 are charged to a potential of 2 x Vp. Therefore, a voltage of 4 x Vp, which is the sum of the voltages charged in the capacitors 344 and 348, is output to the output terminal Vout. Here, the rectifier 340 is a four-voltage rectifier circuit as an example, but when you want to obtain a higher voltage, by increasing the diode and capacitor in a structure similar to that shown in the illustrated can obtain a voltage of more than 5 times.

바람직하게는, 전원제어부(400)는 제1스위칭부(410)와 제2스위칭부(420)를 갖는다.Preferably, the power control unit 400 has a first switching unit 410 and a second switching unit 420.

제1스위칭부(410)는 전원부(100)의 출력전압이 5V가 될때 구동되는 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)에 응답하여 ⓓ노드를 접지준위로 낮춘다. 여기서, 트랜지스터(412)는 NPN타입이며, 저항(411)은 트랜지스터(412)의 베이스에 인가되는 전류를 제한하고, 저항(413)는 트랜지스터(412)의 바이어스를 위한 저항이며, 저항(414)는 트랜지스터(412)의 출력전류를 제한한다.The first switching unit 410 lowers the node ⓓ to the ground level in response to the control signal pow_en output from the controller 200 driven when the output voltage of the power supply unit 100 becomes 5V. Here, the transistor 412 is of NPN type, the resistor 411 limits the current applied to the base of the transistor 412, the resistor 413 is a resistor for biasing the transistor 412, and the resistor 414. Limits the output current of transistor 412.

제2스위칭부(420)는 제1스위칭부(410)에 의해 ⓓ노드가 접지준위가 될때, ⓔ노드와 ⓕ노드사이에 전류패스를 형성한다. 이에 따라, 제어부(200)로부터의 제어신호(pow_en)가 논리 "하이"일때 전원부(100)에서 출력되는 24V의 직류전원이 트랜지스터(421)의 컬렉터단에서 출력되어 승압부(330)의 트랜스포머(332)의 입력단(332a)에 인가된다. 한편, 제어부(200)에서 출력되는 펄스폭 변조신호(PWM)가 승압부(300)내의 트랜지스터(331)을 연속적으로 온-오프 시키므로 트랜스포머(332)의 입력단(332a)는 24V의 직류전원이 온-오프되어 트랜스포머(332)의 출력단(332b)에는 고압의 교류전압이 유기된다. 여기서, 전원부(100)에 인가되는 교류전원(AC)이 턴-오프시, 5V의 직류전원에 의해 구동되는 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)가 논리 "로우"가 되므로 전원제어부(400)는 ⓔ노드와 ⓕ노드 사이의 전류패스를 차단하게 된다. 즉, 본 고압전원장치를 턴-오프시, 트랜스포머(332)의 입력단(332a)에 24V의 직류전원이 인가되지 않으므로 트랜스포머(332)의 출력단에는 불필요한 서지전압이 유기되지 않는다.The second switching unit 420 forms a current path between the node ⓔ and the node ⓕ when the node ⓓ becomes the ground level by the first switching unit 410. Accordingly, when the control signal pow_en from the control unit 200 is logic "high", the 24V DC power output from the power supply unit 100 is output from the collector terminal of the transistor 421 to output the transformer (of the booster unit 330). It is applied to the input terminal 332a of 332. On the other hand, since the pulse width modulation signal PWM output from the control unit 200 continuously turns on and off the transistor 331 in the boosting unit 300, the input terminal 332a of the transformer 332 is turned on by the 24V DC power supply. It is turned off and the high voltage AC voltage is induced in the output terminal 332b of the transformer 332. Here, when the AC power applied to the power supply unit 100 is turned off, the control signal pow_en output from the control unit 200 driven by the DC power supply of 5V becomes a logic "low", so that the power control unit ( 400) blocks the current path between the ⓔ node and the ⓕ node. That is, when the high voltage power supply is turned off, 24 V DC power is not applied to the input terminal 332a of the transformer 332, so that unnecessary surge voltage is not induced at the output terminal of the transformer 332.

도 4는 도 3에 도시된 전원제어부(400)의 다른 실시예를 도시한 것이다.4 illustrates another embodiment of the power control unit 400 shown in FIG. 3.

도시된 바와같이, 본 고압전원장치의 전원제어부(400)는 MOS트랜지스터(431)로도 구현 가능하다. MOS트랜지스터(431)는 NMOS형을 사용하며, MOS트랜지스터(431)의 게이트단이 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)에 응답하여 드레인단과 소스단을 온-오프한다. 따라서, 고압생성부(300)는 제어부(200)가 턴-온인 상태에서 생성되는 논리 "하이"의 제어신호(pow_en)에 의해서만 동작되므로, 도 3에서와 마찬가지로 전원부(100)로 인가되는 교류전원(AC)이 턴-오프시 서지전압이 생성되지 않는다.As shown, the power control unit 400 of the present high voltage power supply device may be implemented as a MOS transistor 431. The MOS transistor 431 uses an NMOS type, and the gate terminal of the MOS transistor 431 turns off the drain terminal and the source terminal in response to the control signal pow_en output from the controller 200. Therefore, the high voltage generation unit 300 is operated only by the control signal pow_en of the logic " high " generated when the control unit 200 is turned on, so that the AC power source is applied to the power supply unit 100 as in FIG. When (AC) is turned off, no surge voltage is generated.

도 5는 본 발명에 따른 고압전원 제어방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다. Figure 5 is a flow chart showing a preferred embodiment of a high voltage power control method according to the present invention.

먼저, 전원부(100)에서 외부로부터 인가되는 교류전원(AC)을 정류하여 소정의 직류전원(예컨데 24V, 5V)을 생성한다(S100). 제어부(200)는 5V의 직류전원에 의해 기설정된 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호(PWM)를 생성하며, 논리 "하이"를 갖는 제어신호(pow_en)를 출력한다(S200). 다음으로 전원제어부(400)는 제어신호(pow_en)의 논리 레벨을 검출하여(S300) 논리 레벨이 "하이"이면 턴-온 되고, 논리 레벨이 "로우"이면 턴-오프된다(S400). 다음으로, 고압생성부(300)는 전원제어부(400)가 턴-온시에는 24V의 직류전원을 인가받아 이를 소정의 전압(예컨데 수백V ∼ 수천V)로 승압하고, 전원제어부(400)가 턴-오프시에는 동작하지 않는다(S500). 여기서, 고압생성부(300)는 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 온-오프되는 스위칭동작에 의해 고압의 교류전압을 생성한다. 따라서, 고압생성부(300)는 상기한 펄스폭 변조신호(PWM)에 의한 스위칭 동작에 의해 고압의 교류전압을 유기할 수 있는 트랜스포머(332)를 갖는다. 즉, 고압생성부(300)는 외부로부터의 교류전원(AC)이 전원부(100)에 인가되어 5V의 직류전원이 제어부(200)에 인가될때 생성되는 제어신호(pow_en)에 의해서만 동작되므로 교류전원이 전원부(100)에 인가되지 않는시점에는 동작하지 않는다. 이에 따라, 외부로부터의 교류전원이 차단되는 경우 고압생성부(300)의 트랜스포머(320)에 인가되는 직류전원이 방전시 발생하는 서지전압이 생성되지 않는다.First, the power supply unit 100 rectifies the AC power applied from the outside to generate a predetermined DC power (for example, 24V, 5V) (S100). The controller 200 generates a pulse width modulated signal PWM having a duty ratio preset by a 5V DC power supply, and outputs a control signal pow_en having a logic "high" (S200). Next, the power controller 400 detects a logic level of the control signal pow_en (S300) and turns on when the logic level is "high", and turns off when the logic level is "low" (S400). Next, when the power control unit 400 is turned on, the high voltage generation unit 300 receives 24V DC power and boosts the voltage to a predetermined voltage (for example, several hundreds V to thousands V), and the power control unit 400 is turned on. -Does not operate when off (S500). Here, the high voltage generation unit 300 generates a high voltage AC voltage by a switching operation turned on and off by the pulse width modulation signal PWM. Therefore, the high voltage generation unit 300 has a transformer 332 capable of inducing high-voltage AC voltage by the switching operation by the pulse width modulation signal PWM. That is, the high voltage generation unit 300 operates only by the control signal pow_en generated when the AC power from the outside is applied to the power supply unit 100 and the 5 V DC power is applied to the control unit 200. It does not operate when it is not applied to this power supply unit 100. Accordingly, when the AC power from the outside is cut off, the surge voltage generated when the DC power applied to the transformer 320 of the high voltage generator 300 is discharged is not generated.

본 발명은 상기한 바와 같이, 고압전원장치를 필요로 하는 레이저 프린터, 팩스, 및 고압의 직류전압을 필요로 하는 전자기기에서 사용시, 전자기기의 전원을 오프때 발생하는 서지전압이 생성되지 않는다. 또한, 본 고압전원장치는 스탠바이(stand-by)시 고압전원장치의 내부에 직류전원이 인가되지 않으므로, 스탠바이시의 전력소모를 감소시킬 수 있다. As described above, when used in a laser printer, a fax, and an electronic device requiring a high voltage DC voltage, a surge voltage generated when the electronic device is turned off is not generated. In addition, since the DC power is not applied to the inside of the high voltage power supply device during standby, the high voltage power supply device may reduce power consumption during standby.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not limited to the specific embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art can make various modifications, as well as such changes are within the scope of the claims.

도 1은 종래의 고압전원장치의 블록개념도,1 is a block diagram of a conventional high voltage power supply device;

도 2는 도 1에 도시된 고압전원장치를 턴-오프시의 고압전원장치의 출력 전압파형을 도시한 파형도,FIG. 2 is a waveform diagram illustrating an output voltage waveform of the high voltage power supply device when the high voltage power supply device shown in FIG. 1 is turned off.

도 3은 본 발명의 고압전원장치의 블록개념도, 3 is a block diagram of a high voltage power supply device of the present invention;

도 4는 도 3에 도시된 전원제어부의 다른 실시예, 그리고4 is another embodiment of the power control unit shown in FIG. 3, and

도 5는 본 발명에 따른 고압전원 제어방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다. Figure 5 is a flow chart showing a preferred embodiment of a high voltage power control method according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 전원부 200 : 제어부100: power supply unit 200: control unit

300 : 고압생성부 310 : 증폭부300: high pressure generating unit 310: amplifying unit

320 : 비교부 330 : 승압부320: comparison unit 330: boosting unit

340 : 정류부 400 : 전원제어부340: rectifier 400: power control unit

410 : 제1스위칭부 420 : 제2스위칭부410: first switching unit 420: second switching unit

Claims (10)

외부로부터 교류전원이 인가시, 이를 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 전원부;A power supply unit configured to generate a first DC power supply and a second DC power supply by rectifying the AC power when applied from the outside; 상기 제1직류전원이 인가시, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 제어부;A controller configured to generate a pulse signal having a preset duty ratio and a control signal having a first logic level when the first DC power is applied; 상기 펄스신호에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 고압생성부;A high voltage generation unit boosting the second DC power by the pulse signal; 상기 제어신호가 제1논리 레벨일때 구동되며, 상기 제어신호가 제2논리 레벨일때, 상기 제2직류전원이 상기 고압생성부로 인가되는 것을 차단하는 전원제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.A power control unit which is driven when the control signal is at a first logic level and which blocks the second DC power from being applied to the high voltage generation unit when the control signal is at a second logic level; . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 증폭부는,The amplification unit, 에미터단은, 상기 제1직류전원과 상기 제2직류전원이 갖는 전위레벨 사이의 전위레벨을 갖는 제3직류전원에 연결되고, 베이스단은 상기 제어신호를 인가받는 제1트랜지스터; 및The emitter stage includes: a first transistor connected to a third DC power supply having a potential level between the first DC power supply and the second DC power supply; And 상기 제1트랜지스터의 컬렉터단과 접지준위 사이에 연결되는 제1저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.And a first resistor connected between the collector terminal of the first transistor and a ground level. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고압생성부는,The high pressure generation unit, 상기 제어부로부터의 펄스폭 변조신호를 증폭하는 증폭부;An amplifier for amplifying the pulse width modulated signal from the controller; 상기 증폭부에서 출력되는 펄스폭 변조신호와 상기 승압된 전압을 비교하는 비교부;A comparator for comparing a pulse width modulated signal output from the amplifier and the boosted voltage; 상기 비교부의 출력에 따른 스위칭동작에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 승압부; 및A booster boosting the second DC power by a switching operation according to the output of the comparator; And 상기 승압부의 출력을 정류하여 출력하는 정류부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.And a rectifying unit rectifying and outputting the output of the boosting unit. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 비교부는,The comparison unit, 상기 증폭부의 출력을 정입력으로 하고, 상기 승압된 전압을 부입력으로 피드백받는 연산증폭기인것을 특징으로 하는 고압전원장치.And an operational amplifier configured to output the amplifying unit as a positive input and feed back the boosted voltage as a negative input. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 승압부는,The boosting unit, 에미터단은 접지되며, 베이스단은 상기 비교부의 출력에 연결되는 제2트랜지스터; 및An emitter stage is grounded, and a base stage includes a second transistor connected to an output of the comparator; And 입력측이 상기 전원제어부를 거쳐 인가되는 직류전원과 상기 제2트랜지스터의 컬렉터단 사이에 형성되는 트랜스;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.And a transformer formed at an input side between a DC power applied through the power control unit and a collector end of the second transistor. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 정류부는,The rectifying unit, 상기 승압부에서 출력되는 전압의 전위레벨을 상승시키기 위한 배압정류회로인것을 특징으로 하는 고압전원장치.And a back pressure rectifier circuit for raising a potential level of the voltage output from the boosting unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원제어부는,The power control unit, 에미터단은 상기 제2직류전원을 입력으로 하고, 컬렉터단은 상기 제2직류전원을 출력하는 출력단을 형성하는 제3트랜지스터;An emitter stage having the second DC power input as an input, and a collector stage having a third transistor for forming an output stage for outputting the second DC power; 상기 제3트랜지스터의 에미터단과 상기 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제2저항;A second resistor connected between the emitter terminal of the third transistor and the base terminal of the third transistor; 일측은 상기 제어신호를 인가받는 제3저항;One side may include a third resistor receiving the control signal; 베이스는 상기 제3저항의 타측에 연결되고, 에미터단은 접지되는 제4트랜지스터;A fourth transistor having a base connected to the other side of the third resistor and having an emitter terminal grounded; 상기 제4트랜지스터의 베이스단과 에미터단에 연결되는 제4저항; 및A fourth resistor connected to the base end and the emitter end of the fourth transistor; And 상기 제4트랜지스터의 컬렉터단과 상기 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제5저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.And a fifth resistor connected between the collector terminal of the fourth transistor and the base terminal of the third transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원제어부는,The power control unit, 드레인단은 상기 직류전원을 인가받고 소스단은 출력단이 되며, 게이트단은 상기 직류전원을 인가받는 NMOS트랜지스터인것을 특징으로 하는 고압전원장치.The drain terminal is the DC power is applied, the source terminal is an output terminal, the gate terminal is a high voltage power supply, characterized in that the NMOS transistor is applied to the DC power. 외부로부터의 교류전원을 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 단계;Rectifying an AC power source from the outside to generate a first DC power source and a second DC power source; 상기 제1직류전원에 의하여, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 단계;Generating, by the first DC power supply, a pulse signal having a preset duty ratio and a control signal having a first logic level; 상기 펄스신호에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 단계; 및Boosting the second DC power supply by the pulse signal; And 상기 제어신호가 제2논리 레벨일때, 상기 승압을 차단하는 단계;를 포함하는 고압전원제어방법.And blocking the boosting when the control signal is at the second logic level. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 승압하는 단계는,The step of boosting, 상기 펄스신호를 증폭하는 단계;Amplifying the pulse signal; 상기 증폭된 펄스신호와 상기 승압된 전압을 비교하는 단계;Comparing the amplified pulse signal with the boosted voltage; 상기 비교된 결과에 따라 상기 제2직류전원을 승압하는 단계; 및Boosting the second DC power source according to the compared result; And 승압된 전압을 정류하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원 제어방법.Rectifying a boosted voltage; high voltage power control method comprising a.
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